CN102832296B - 发光组件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一发光组件的制作方法，包含：提供一基板；形成一第一布拉格反射结构在该基板之上；形成一第二布拉格反射结构于第一布拉格反射结构之上；形成一发光结构于第二布拉格反射结构之上；形成一窗户层于发光结构之上；形成一电流散布层于窗户层之上；提供一湿氧制程系统；分别形成一氧化区域于第一布拉格反射结构与第二布拉格反射结构，其中氧化区域是在湿氧制程系统中反应而成；及形成一电极于电流散布层之上。
Description
技术领域
本发明关于一种发光组件的制造方法，特别是关于一种利用湿氧制程形成高反射性布拉格反射结构来增加发光组件亮度的制造方法。
背景技术
目前磷化铝镓铟发光二极管所使用的成长基板为砷化镓基板，其缺点为当活性层产生的光往下入射至砷化镓基板时，由于其能隙较小因此入射至砷化镓基板的光会被吸收而影响出光效率。
为了解决上述缺点，通常会加入一布拉格反射结构(DistributedBragg Reflector,DBR)于砷化镓基板上，以反射入射向砷化镓基板的光，并减少砷化镓基板吸光，然而此种DBR反射结构只对于较接近垂直入射于砷化镓基板的光能有效的反射，且反射率只有80％，并且反射光的波长范围很小，因此效果不大。
发明内容
本发明所欲解决的技术问题是提供一种发光组件的制造方法，该制造方法可使发光组件具有高反射性，且具有电流局限的效果。
本发明的技术方案是：提供一发光组件的制造方法，包括：提供一基板；形成一第一布拉格反射结构于基板之上；形成一第二布拉格反射结构于第一布拉格反射结构之上，且所述第二布拉格反射结构的组成材料和所述第一布拉格反射结构的组成材料不同；形成一发光结构于第二布拉格反射结构之上；形成一窗户层于发光结构之上；形成一电流散布层于窗户层之上；提供一湿氧制程系统；分别形成一氧化区域于第一布拉格反射结构与第二布拉格反射结构，其中氧化区域是在湿氧制程系统中反应而成；及形成一电极于电流散布层之上。
所述第一布拉格反射结构是由多个第一半导体层与多个第二半导体层交互堆栈所形成；第二布拉格反射结构由多个第三半导体层与多个第四半导体层交互堆栈所形成，且所述第二布拉格反射结构的组成材料和所述第一布拉格反射结构的组成材料不同。
本发明的技术效果是：提供一发光组件的制造方法，其中第一布拉格反射结构与第二布拉格反射结构具有高反射性，且具有电流局限的效果。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，以下特举实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明所揭示的湿氧制程前发光组件结构的剖面示意图。
图2为本发明所揭示的湿氧制程后发光组件结构的剖面示意图。
图3为本发明所揭示的湿氧制程后发光组件结构的仰视图。
图4为本发明所揭示的湿氧制程系统示意图。
具体实施方式
本发明揭示一种发光组件结构及其制造方法。为了使本发明叙述更加详尽与完备，可参照下列描述并配合图1至图4的图式。
首先如图1所示，本发明的发光组件结构为：于一n型砷化镓(GaAs)基板1上利用MOCVD方法依序成长一第一布拉格反射结构2、一第二布拉格反射结构2’、一第一导电性半导体层3、一发光结构4、一第二导电性半导体层5、及一窗户层6。其中第一布拉格反射结构2是由多个第一半导体层2a与多个第二半导体层2b交互堆栈所形成；第二布拉格反射结构2’由多个第三半导体层2a’与多个第四半导体层2b’交互堆栈所形成。其中第一半导体层2a与第三半导体层2a’因铝含量高，故容易于湿氧制程系统中发生氧化反应；相对地，第二半导体层2b与第四半导体层2b’因铝含量低，故不易于湿氧制程系统中发生氧化反应。第一布拉格反射结构2及第二布拉格反射结构2’其组成材料分别可由高铝含量砷化铝镓(AlGaAs)/低铝含量磷化铝镓铟(AlGaInP)，高铝含量砷化铝镓(AlGaAs)/低铝含量砷化铝镓(AlGaAs)，高铝含量磷化铝铟(AlInP)/低铝含量磷化铝镓铟(AlGaInP)，高铝含量砷化铝(AlAs)/低铝含量磷化铝镓铟(AlGaInP)，或高铝含量砷化铝(AlAs)/低铝含量砷化铝镓(AlGaAs)交互堆栈所组成；其中高铝含量化合物(例如高铝含量砷化铝镓(AlGaAs)、高铝含量砷化铝镓(AlGaAs)、高铝含量磷化铝铟(AlInP))中铝含量大于0.6，且第一布拉格反射结构2与第二布拉格反射结构2’的组成材料不同。例如：第一布拉格反射结构2组成材料为高铝含量砷化铝镓(AlGaAs)/低铝含量磷化铝镓铟(AlGaInP)，第二布拉格反射结构2’组成材料为高铝含量砷化铝镓(AlGaAs)/低铝含量砷化铝镓(AlGaAs)。第一布拉格反射结构2与第二布拉格反射结构2’中每一层厚度为λ/4n，其中λ为发光组件的发光波长，n是折射系数。第一布拉格反射结构2与第二布拉格反射结构2’的组成材料不同，其折射系数也不同，由此所形成的布拉格反射结构的反射率不仅相对于传统布拉格反射结构的反射率提高，且反射的波长涵盖范围比传统布拉格反射结构宽。
第一导电性半导体层3、发光结构4、第二导电性半导体层5可由磷化铝镓铟化合物所形成，且第一导电性半导体层3与第二导电性半导体层5导电性相反，例如：第一导电性半导体层3为n型磷化铝镓铟化合物所形成，第二导电性半导体层5为p型磷化铝镓铟化合物所形成。再于第二导电性半导体层5上形成厚度至少30μm的p型磷化镓窗户层6，其功能除了可以增加光从发光组件侧面取出的效率，且有改善电流分布的效果；再于窗户层6上以蒸镀法形成一电流散布层7，其功能为增加电流分布的效果，且组成材料为包含一种或一种以上材料选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化铟锌、氧化锌铝以及氧化锌锡所构成的群组。
以上所述步骤形成的结构自电流散布层7起由上往下至第一布拉格反射结构2，且暴露出砷化镓(GaAs)基板1的表面，以形成一切割道10。再将形成切割道10后的组件结构放入图4所示湿氧制程系统的制程炉管14中，以进行湿氧制程。湿氧制程程序如下：以流量计11控制通入此系统的氮气A流量，氮气A经由第一段气体管路13a进入一内装水B的反应器16中以产生氮气气泡C，且此反应器16之下具有一加热器12。由反应器16所形成的氮气及水蒸气D经由第二段气体管路13b进入内置组件结构的制程炉管14中，其中制程炉管14加热至300-800℃。此时发光组件100的第一布拉格反射结构2的多个第一半导体层2a(含高铝含量化合物)及第二布拉格反射结构2’的多个第三半导体层2a’(含高铝含量化合物)分别与加热的氮气+水蒸气D产生氧化反应。氧化反应会由第一半导体层2a及第三半导体层2a’(含高铝含量化合物)之侧壁及接近切割道10二侧区域开始反应，因而形成氧化铝(AlxOy)层2c及2c’以及未氧化的高铝含量化合物；其中氧化铝(AlxOy)层2c及2c’为折射率(n＝1.6)较第一半导体层2a及第三半导体层2a’的折射率低的绝缘体。最后氧化反应后剩余的气体由第三段气体管路13c进入排气系统15而排出。此氧化反应速率随着制程炉管14的温度愈高而愈快，也随着第一半导体层2a及第三半导体层2a’的铝含量愈高而愈快。最后，分别于电流散布层7之上及砷化镓(GaAs)基板1之下形成一第二电极8及第一电极9，即形成一发光组件100之结构，如图2所示。由图3为发光组件100的上视图显示：发光组件100外缘区域形成氧化铝(AlxOy)层2c及2c’，内侧为未产生氧化反应的第一半导体层2a及第三半导体层2a’。
由于第一布拉格反射结构2与第二布拉格反射结构2’中的第一半导体层2a及第三半导体层2a’经由湿氧制程反应形成氧化铝(AlxOy)层2c及2c’和未氧化的高铝含量化合物后，因氧化铝(AlxOy)层折射率值1.6较第一半导体层2a，第三半导体层2a’(n＞3)小，所形成的布拉格反射结构反射率(接近100％)相对于传统布拉格结构反射率(80％)高，且波长涵盖范围比传统布拉格反射结构宽。因氧化铝(AlxOy)层2c及2c’为一绝缘区域，所以电流会流经未氧化的高铝含量化合物2a及2a’的区域，即电流在第一布拉格反射结构2与第二布拉格反射结构2’中被局限在特定区域中。
本发明所列举的实施例仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的。任何人对本发明所作的任何显而易知的修饰或变更皆不脱离本发明的精神与范围。
Claims (9)
1.一种发光组件的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：
提供一基板；形成一第一布拉格反射结构位于该基板之上，其中所述第一布拉格反射结构由多个第一半导体层与多个第二半导体层交互堆栈所形成；形成一第二布拉格反射结构位于所述第一布拉格反射结构之上，其中所述第二布拉格反射结构由多个第三半导体层与多个第四半导体层交互堆栈所形成，且所述第二布拉格反射结构的组成材料和所述第一布拉格反射结构的组成材料不同；形成一发光结构位于所述第二布拉格反射结构之上；形成一窗户层位于所述发光结构之上；形成一电流散布层位于所述窗户层之上；进行一湿氧制程，以使所述第一布拉格反射结构与所述第二布拉格反射结构分别形成一氧化区域；形成一电极于所述电流散布层之上。
2.如权利要求1所述发光组件的制造方法，其特征在于，形成所述一氧化区域于所述第一布拉格反射结构的多个第一半导体层。
3.如权利要求1所述发光组件的制造方法，其特征在于，形成所述一氧化区域于所述第二布拉格反射结构的多个第三半导体层。
4.如权利要求1所述发光组件的制造方法，其特征在于，形成所述第一布拉格反射结构的第一半导体层/第二半导体层依序由高铝含量砷化铝镓(AlGaAs)/低铝含量磷化铝镓铟(AlGaInP)，高铝含量砷化铝镓(AlGaAs)/低铝含量砷化铝镓(AlGaAs)，高铝含量磷化铝铟(AlInP)/低铝含量磷化铝镓铟(AlGaInP)，高铝含量砷化铝(AlAs)/低铝含量磷化铝镓铟(AlGaInP)，或高铝含量砷化铝(AlAs)/低铝含量砷化铝镓(AlGaAs)交互堆栈所组成，及/或所述第二布拉格反射结构的第三半导体层/第四半导体层依序由高铝含量砷化铝镓(AlGaAs)/低铝含量磷化铝镓铟(AlGaInP)，高铝含量砷化铝镓(AlGaAs)/低铝含量砷化铝镓(AlGaAs)，高铝含量磷化铝铟(AlInP)/低铝含量磷化铝镓铟(AlGaInP)，高铝含量砷化铝(AlAs)/低铝含量磷化铝镓铟(AlGaInP)，或高铝含量砷化铝(AlAs)/低铝含量砷化铝镓(AlGaAs)交互堆栈所组成。
5.如权利要求4所述发光组件的制造方法，其特征在于，高铝含量化合物中的铝含量大于0.6。
6.如权利要求1所述发光组件的制造方法，其特征在于，所述湿氧制程温度为300～800℃。
7.如权利要求6所述发光组件的制造方法，其特征在于，湿氧制程是在具有水蒸气的环境下进行。
8.如权利要求1所述发光组件的制造方法，其特征在于，所述氧化区域为一绝缘层。
9.如权利要求1所述发光组件的制造方法，其特征在于，所述氧化区域为氧化铝。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |